Массовая доля элементов в серной кислоте H₂SO₄

Сколько процентов водорода, серы и кислорода в серной кислоте

Серная кислота имеет формулу H₂SO₄ и состоит из трёх элементов: водорода (H), серы (S) и кислорода (O). Их массовые доли:

Ниже – подробный расчёт, который можно воспроизвести для любого химического соединения.

Формула массовой доли элемента

Массовая доля элемента в соединении показывает, какую часть от общей массы молекулы составляет данный элемент. Формула:

w(X) = (Ar(X) × n) / Mr × 100%

где:

• w(X) – массовая доля элемента X,
• Ar(X) – относительная атомная масса элемента (из таблицы Менделеева),
• n – число атомов этого элемента в формуле,
• Mr – относительная молекулярная масса всего соединения.

Пошаговый расчёт для H₂SO₄

Шаг 1. Находим относительную молекулярную массу

Для каждого элемента умножаем атомную массу на число атомов и складываем результаты:

Mr(H₂SO₄) = Ar(H) × 2 + Ar(S) × 1 + Ar(O) × 4
Mr(H₂SO₄) = 1 × 2 + 32 × 1 + 16 × 4
Mr(H₂SO₄) = 2 + 32 + 64 = 98

Относительная молекулярная масса серной кислоты – 98.

Шаг 2. Считаем массовую долю водорода

w(H) = (1 × 2) / 98 × 100% = 2 / 98 × 100% ≈ 2,04%

Шаг 3. Считаем массовую долю серы

w(S) = (32 × 1) / 98 × 100% = 32 / 98 × 100% ≈ 32,65%

Шаг 4. Считаем массовую долю кислорода

w(O) = (16 × 4) / 98 × 100% = 64 / 98 × 100% ≈ 65,31%

Шаг 5. Проверяем результат

Складываем все доли:

2,04% + 32,65% + 65,31% = 100%

Сумма равна 100% – расчёт верен.

Массовая доля серной кислоты в растворе

Запрос «массовая доля серной кислоты» может относиться не только к элементам внутри молекулы, но и к концентрации кислоты в водном растворе. В этом случае формула другая:

w(H₂SO₄) = m(кислоты) / m(раствора) × 100%

где m(раствора) = m(кислоты) + m(воды).

Пример. В 200 г раствора содержится 40 г серной кислоты:

w = 40 / 200 × 100% = 20%

Это означает, что раствор 20-процентный. Такую задачу часто встречают в 8–9 классах при изучении темы «Растворы».

Частые ошибки при расчёте

• Не умножили атомную массу на число атомов. Для кислорода в H₂SO₄ нужно брать 16 × 4 = 64, а не просто 16.
• Перепутали атомную массу. Сера (S) – 32, а не 16. Проверяйте символ элемента в таблице Менделеева.
• Округлили слишком рано. Промежуточные вычисления лучше вести без округления, а округлять только финальный ответ до сотых.
• Забыли проверить сумму долей. Если w(H) + w(S) + w(O) ≠ 100%, где-то допущена ошибка.